——读弗兰克《我的美丽基因组》一书有感

最近有一则新闻在微信中传播的很广泛，即2019年人们将获得永生。这一预判是否能按时实现，对很多人来说倒不是最重要的，重要的是要理解人类永生的基础是什么。隆娜·弗兰克的《我的美丽基因组》一书，或许可以成为一本科学普及的读本。

一、遗传物质——基因

人以及各类生物的生长，是自然界最大的奇迹。就拿人来说吧，从一个胚胎开始，经过十个月的孕育，逐渐生长出大脑、内脏、人的四肢以及种类繁多的骨骼，在细胞不断分裂的过程中，不同的细胞被赋予不同的功能，以生长出人的躯体各不相同的组成部分，这是怎样精细的安排和精密的组织！

这一切，都依赖于遗传信息的正确传递和使用。基因，正是遗传信息的基本单位。从生物学角度来说，基因是我们的遗传物质——脱氧核糖核酸（DNA）分子上携带有遗传信息的特定核苷酸序列。基因有两个特点，一是能忠实地复制自己，以保持生物的基本特征；二是在繁衍后代上，基因能够“突变”和变异。当受精卵或母体受到环境或遗传的影响，后代的基因组会发生有害缺陷或突变。突变和变异不一定都是坏事，从进化的角度看，正是因为有了基因的突变和变异，才有了今天的我们。

1953年，沃森和克里克破解了脱氧核糖核酸（DNA）分子的化学结构，让大家明白这种呈现出像盘旋梯子样的双股螺旋结构的线状大分子物质，就是遗传信息的载体。DNA上包含遗传信息的片段就被称为基因。基因大多并不相连，而是像珠链上的珍珠那样有距离的线性排列在DNA上。DNA也并不是散乱分布在细胞核的各个角落，而是经过有规律的缠绕和紧密包装，形成一种称为染色体的物质。染色体已经大到可以用显微镜观察，呈丝状或棒状，由核酸和蛋白质组成，在细胞发生有丝分裂时期容易被碱性染料着色，因此而得名。人体共有23对染色体，其中22对大家都有，称为常染色体；剩下1对男女有别，也称性染色体。男性的性染色体由一个X性染色体和一个Y染色体组成，而女性则有两个X性染色体。23对染色体中一半来自父方，一半来自母方。

人以基因的相似性而成为人类。人类基因组指的是人类的体细胞中一套染色体上的全部DNA序列的总和，含有有机体生、长、病、老、死的全部遗传信息。估计由30亿核苷酸对或碱基对组成，其中大约有10万个编码蛋白质的基因。1985年，美国科学家率先提出要查明这30亿个碱基对的序列，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息，使人类第一次在分子水平上全面地认识自我。这一计划被称之为“人类基因组” 计划，于1990年正式启动，到本世纪初，人类基因组图谱的绘制工作已经圆满完成，人类开始进入从基因的层面来分析和研究遗传、疾病，揭示人的生老病死的机理的新时代。

随着科学家对其他动植物基因组的测量和研究，又有一些更为惊人的事实被发现：黑猩猩与我们共享98%的基因，老鼠与我们共享60%的基因，就连仅1毫米长的蛔虫，也有20%的基因和和我们相同。当我们在讲述这些数据的时候，我们是否意识到，生命现象不再是像我们想象的那样，由不同的生物群体如鱼类、哺乳动物类、人等各自独立地演化而来，而是一条连绵不断的信息流。各种特定的生命形式仅仅是这条大脉络上的临时分支而已。我们只是在这个时间点上看到了如此多的生命，随着时间的延续，在后面的某一个时间点上，新的生命组合又会出现。

换句话说，遗传信息——基因并不只是某个生命体特有的，而是所有的生命体所共有的，在玫瑰花中并不能找到“宛如玫瑰”的特定基因，在人体中也不能找到属于人类的特定基因。基因在生命体中扮演了天下大同的角色。

二、遗传学的新时代

因为生物基因组被破译，使得人们可以在基因层面做出许多实践和探索，于是，基因剪接，也就是基因技术也应运而生了，科学家们推开了一扇通向新世界的大门。

在生产领域，人们利用基因技术来生产转基因食品。例如，科学家可以把某种肉猪体内控制肉的生长的基因植入鸡体内，从而让鸡也获得快速增肥的能力。从世界上最早的转基因作物（烟草）于1983年诞生，到美国孟山都公司转基因食品研制的延熟保鲜转基因西红柿1994年在美国批准上市，短短二三十年的时间里，植物、动物、微生物领域的转基因产品已经铺天盖地，由此而引发的各种争议也越来越激烈。

在军事领域，基因武器让此前的生化武器相形见绌。通过基因重组，可以在一些致病细菌或病毒中接入能对抗普通疫苗或药物的基因，或者在一些本来不会致病的微生物体内接入致病基因，由此制造成基因武器。这种基因武器的使用方法非常简单，将其投入它国的主要河流、城市或交通要道，让病毒自然扩散、繁殖，使人、畜在短时间内患上一种无法治疗的疾病，使其在无形战场上静悄悄地丧失战斗力。由于这种武器不易发现且难防难治，一些科学家对它的忧虑远远超过了当年一些核物理学家对原子弹的忧虑。

在医疗方面，科学家们发现，许多疾病就是由于基因结构与功能发生改变所引起的。我们现在不仅能发现有缺陷的基因，而且还能掌握如何进行对基因的诊断、修复、治疗和预防。比如在遗传病的治疗方面，将正常的基因转入病患者的细胞中，以取代病变基因，从而表达所缺乏的产物，或者通过关闭、降低异常表达的基因等途径，达到治疗某些遗传病的目的。科学家们正在研究的胎儿的基因疗法，从胚胎开始就加强对DNA的监测，以防止出生患遗传病症的新生儿，从而从根本上提高后代的健康水平。研究小分子蛋白质药物的基因工程药物研究，近些年也非常热闹。基因技术在医疗方面的运用，也为人们拓展了疾病治疗的思路：暴扣从单纯地用药到利用基因技术作为治疗手段；从以治疗为主到以预防为主，等等。

在农作物培育方面，基因技术正在掀起一场绿色革命。基因技术的突破使科学家们得以用传统育种专家难以想象的方式改良农作物。例如，基因技术可以使农作物自己释放出杀虫剂，可以使农作物种植在旱地或盐碱地上，或者生产出营养更丰富的食品。科学家们还在开发可以生产出能够防病的疫苗和食品的农作物。 基因技术也使开发农作物新品种的时间大为缩短。

还有很多，不再一一列举了。在《我的美丽基因组》一书中，弗兰克关注的是基因技术在医疗卫生系统中的应用以及由此所带来的影响。她喜欢把个人基因解码技术和个人电脑的发展进行比较，认为我们现在尚处于“遗传学1.0”时代。“我们目前正在处理的是第一代产品，就像早期的电脑，虽然不是很伟大的产品，但是它是一些东西的预言和前身，而那些东西在未来将大大影响我们的生活。”

当然，和芯片的更新换代相比，人要复杂的多。即使我们已经绘制出了人类基因组的图谱，但也很难确定人的某种行为、某个疾病是由那个基因所控制的，也确实不能如此简单地去寻找这样的因果关系。但在可以预见的未来，人类对自己基因组的认识，会像现在对电脑的认识那样逐渐普遍起来，人类会进入“遗传学2.0”时代。在这个时代，人类除了关注自己的基因信息和健康之间的关系外，还会因此而产生全新的视野，掀起文化的变革，让人类通过基因信息重新审视“我是谁？”这样的哲学命题。

三、福兮祸兮？

弗兰克是丹麦的一位神经生物学家兼科学作家，她对基因的研究有着非常寻常的热情。一方面是因为自己本身就是生物学家，另一方面是因为她的家族史，她生长在一个有着阿尔兹海默症、酗酒、狂躁抑郁症、自杀倾向的家族之中，她自己也有抑郁症，曾经几次发作。她很想知道导致这些问题的原因是什么，基因在其中起到了怎样的作用。而基因检测技术的出现和日益普及，让她看到了希望。

为了了解自身的基因状况，弗兰克开始在各种检测基因的企业或公司之间穿梭。2007年，有两家公司开启了公众DNA测试服务的先河，它们是冰岛的deCODEme和美国的23AndME。公司称可以对个人的90多项“个体特质”进行评估，从生理特征比如身高、寿命、体重等，到对各种疾病比如心脏病、高血压、糖尿病、癌症等的易感性。他们希望以一种安全可靠的方式向客户传达这些遗传信息，帮助每个人成为“自身健康的参与者”。弗兰克从这两个机构中获得了很多个人的基因信息，并对自己今后是否会得上家族的遗传疾病等进行了咨询。但很多交织在一起的因素，让其觉得还不能够化解心中的焦虑，于是她又去多家机构进行咨询和检测，还要求自己的弟弟也提取了DNA，送到美国犹他州相关机构检测。这本书中，弗兰克对自己是如何了解自己的基因组这一过程进行了详细的说明。“当你从DNA中获得一些故事，就会产生一些有趣的身份认同。这些优雅的分子提供了一个开阔亲属关系途径，你能看到并切身感受到现代人类大家庭成员之间的亲属关系可以追溯到几百代之前。这也说明我们的4个字母的基因编码A、T、G、C，和地球上无数的其他生物皆息息相关，从西伯利亚虎到霉菌都一样。”

随着人们对基因的认识越来越多，其隐含的问题也会越来越凸显。比如说，我们将如何看到自身的基因变异，是把它当作我们的祖先赠送给我们的礼物，还是将其看作是一种不好的基因，在适当的时候通过基因剪接，用更好的基因来替代？由此可能引发一系列的问题：是否会存在一些种族的基因，被看做是优势基因？在此前，就已经因为此事而导致了对犹太人的大屠杀，这样的境况是否还会在21世纪重演？是否会因此而改变人类自然繁衍的习性，通过对胚胎的干预而让一个个新生儿都成为“小强”，结果人人都长生不老，整个社会的伦理体系和价值观因此而坍塌？是否会因此导致整个人类社会的基因都选择某种强势基因，而导致人类物种的单一化，而生物的多样性才是这个世界的基本特征。

科学是一把双刃剑。我们在揭示自身秘密的同时，也在给自己掘墓。该如何把握未来，就看我们如何用好这把利剑啦。

《我的美丽基因组：探索我们和我们基因的未来》 [丹]隆娜·弗兰克/著  黄韵之 李辉/译  上海科技教育出版社  2015.12